通過預先研究取得技術突破，進而推出滿足作戰需求的新型裝備是美軍長期以來維持作戰能力優勢的重要途徑。美國在軍用直升機發動機領域的研究工作也完全遵循了上述原則。為順利研製出滿足未來作戰需求的全新動力系統，近些年美軍相繼啟動了多項先進渦軸發動機技術預研計劃。這些計劃將為未來渦軸發動機的型號研製打下堅實的基礎，進而全面提升美軍的作戰能力，強化美國在軍用直升機領域的世界領先地位。
AATE計劃/ITEP項目
——T700替代發動機技術預研計劃/型號研製項目
經過多年的伊拉克和阿富汗戰爭，美軍已經感到「黑鷹」和「阿帕奇」直升機作戰能力的不足，但其配裝的T700發動機已基本挖掘出最大的性能潛力，要繼續提高直升機的性能只能研製全新的動力系統。
因此，美國陸軍於2007年啟動了先進經濟可承受渦輪發動機(Advanced Affordable Turbine Engine，AATE)技術預研計劃。該計劃隸屬於通用經濟可承受先進渦輪發動機(VAATE)計劃，美國政府投入了3475萬美元，目標是在保持T700重量的基礎上將油耗降低25%、功率提高50%(達到2205千瓦級別)、成本降低35%。AATE計劃共有兩個演示驗證發動機，分別是先進渦輪發動機公司(ATEC，霍尼韋爾和普惠的合資公司)的HPW3000和GE公司的GE3000。這項計劃在2012年成功完成耐久性和性能試驗之後順利結束。
隨後，美軍啟動了改進渦輪發動機項目(Improved Turbine Engine Program，ITEP)。該項目承接了AATE計劃的工作，目的是把預研的先進技術帶到型號研製階段，為「黑鷹」和「阿帕奇」研製全新發動機，並為未來中型FVL旋翼機的渦軸發動機研製打好基礎。
ITEP 項目在2012年10月通過了裝備開發決策，標誌著型號研製工作的正式開始。同年11月16日，ITEP進入了裝備方案分析階段。該項目計劃在2013年底達到階段性目標A，之後在2014年年中發布需求徵詢書(RFP)，使HPW3000和GE3000進入競爭性的技術開發階段。在該階段這兩型發動機將進行初步設計評審(PDR)，然後通過階段性目標B進入工程與製造研製階段(EMD)。
然而，在EMD階段，陸軍將只選出一型發動機進行研製、地面試驗和飛行試驗，另一型發動機則被淘汰。在上述工作完成後，首批低速初始生產發動機將在2022~2023年下線。改進渦輪發動機項目的成本估計為5億美元，目前兩家承包商都已得到1.09億美元的合同，繼續開發HPW3000和GE3000。2011年，ATEC公司的HPW3000發動機完成了雙軸核心機的演示驗證試驗，2013年7月在首臺HPW3000整機上完成了耐久性試驗，9月開始在第二臺整機上進行性能和吸沙試驗。另一家承包商GE公司也試驗了首臺GE3000整機，第二臺整機試驗將在年底進行。
FATE計劃
——T55替代發動機的技術預研計劃
除了中型直升機，美軍現役的重型直升機也需要換發以大幅提升性能。為此美軍啟動了未來經濟可承受渦輪發動機(Future Affordable Turbine Engine，FATE)技術預研計劃。該計劃同樣隸屬於VAATE，目的是通過預研3675--7350千瓦的先進大功率渦軸發動機技術，為替代T55發動機的研製打好基礎，提升「支奴幹」等機型的作戰能力，並為未來垂直起降旋翼機(FVL)的渦軸發動機搭建前期的技術儲備。
FATE計劃的指標相比2000年的技術水平，油耗降低35%、功重比提高80%(達到9.7)、壽命延長20%、生產和維護成本降低45%、研製成本降低20%。該計劃於2009財年開始進行應用研究，2012財年初進入先期技術驗證階段並將在2016財年結束，屆時將完成全尺寸地面樣機的驗證，技術成熟度等級達到6。2011年11月，GE公司宣布獲得超過4500萬美元的FATE計劃合同，其將從正在研製的5513千瓦等級的GE38渦軸發動機上吸取相關設計經驗，而FATE計劃的研究成果也將反過來應用到GE38發動機的後續改進型號上。
ACE計劃
——未來FVL旋翼機渦軸發動機的技術預研計劃
2013年3月，美國陸軍航空應用技術理事會要求工業界提供一份替代發動機概念設計和分析(Alternative Engine Conceptual Design and Analysis)研究發展任務的方案，該方案將為之後的替代概念發動機(Alternative Concept Engine，ACE)計劃奠定基礎。
ACE計劃是美軍最新的一項渦軸發動機技術預研計劃，目的是預研未來各型垂直起降旋翼機所需的發動機技術，以滿足其超高的性能指標。ACE預研計劃的功率範圍覆蓋2900--7350千瓦，功重比將提高90%、耗油率降低40%、生產和維護成本均降低50%。
該計劃可能包括多項潛在的研究途徑，比如變速動力渦輪技術和自適應渦軸發動機技術等。ACE計劃將在2014財年進行應用研究工作，2017財年啟動先期技術驗證，2021財年結束時完成全尺寸地面樣機驗證，技術成熟度等級達到6，為型號研製做好技術儲備。
AVSPOT計劃
——先進渦輪部件的技術預研計劃
先進變速動力渦輪(Advanced Variable Speed Power Turbine，AVSPOT)計劃由美國陸軍航空應用理事會與NASA合作發起，是針對變速動力渦輪技術開展的最新預研工作。其將作為VAATE計劃的主要子計劃，為渦軸發動機研製能夠提升性能、效率和經濟可承受性的變速動力渦輪技術，並使這些技術在2016年進入到實驗室狀態。
AVSPOT計劃可使用陸軍其他渦軸發動機計劃(比如AATE和FATE計劃)的研究成果，在綜合優化動力渦輪的成本、重量和耐久性後，達到效率和壽命的性能指標。AVSPOT計劃的執行時間總共為43個月，將使先進變速動力渦輪的技術成熟度等級(TRL)從2級提高到4級。美國政府對該計劃投入160萬美元，其中，2012~2013財年50萬美元、2014財年50萬美元、2015財年60萬美元。2012年11月，美國陸軍授予了普惠公司一份AVSPOT計劃合同，標誌著該計劃進入到實質性的研究階段。
來源：中國航空報
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